El cáncer es una enfermedad compleja, con una variedad de enfoques disponibles para su tratamiento. Las modalidades de tratamiento a menudo se combinan para maximizar la respuesta y superar las limitaciones de las modalidades individuales cuando se usan solas. Un ejemplo de este tipo es la combinación de radioterapia con hipertermia, es decir, calentamiento sostenido no ablativo para el tratamiento de tumores resistentes a la radiación o subregiones tumorales. El calor tiene un efecto radiosensibilizador sobre las líneas celulares de origen tanto normal como maligno. Por lo tanto, el calentamiento aplicado localmente a un tumor puede mejorar el resultado del tratamiento sin aumentar el riesgo de complicaciones del tejido normal. Hasta ahora, este enfoque no ha sido bien estudiado y ha habido pocos estudios que reporten los efectos de los tratamientos combinados de radiación y calor.
En su artículo "Combinando radiación con hipertermia: un modelo multiescala informado por experimentos in vitro”S. Brüningk, G. Powathil, P. Ziegenhein, J. Ijaz, I. Rivens, S. Nill, M. Chaplain, U. Oelfke y G. ter Haar presentan una implementación de un modelo de autómata celular híbrido que simula la respuesta de células a calentar, radioterapia o combinaciones de las dos, en varias escalas espacio-temporales diferentes.
El modelo que se presenta aquí es un modelo de autómata celular para la simulación de la respuesta a la terapia utilizando el modelo de supervivencia AlphaR desarrollado recientemente, diseñado específicamente para calcular las fracciones de células supervivientes después de tratamientos multimodal.
Para los tratamientos, las células se desprendieron, se concentraron para dar una suspensión de 5 × 106 células ml-1 y se transfirieron a tubos de PCR estériles de paredes delgadas en volúmenes de 60 µl. Para la irradiación, se incrustaron tubos que contenían células en un portamuestras de agua sólida y se irradiaron utilizando una plataforma de investigación de radiación de animales pequeños (SARRP) a una tasa de dosis de 63 mGy s-1. El calentamiento a 46 ° C durante 5 min se realizó en un termociclador de PCR Biorad Tetrad2 DNA Engine (Hercules). Las células se mantuvieron en hielo antes, entre y después de los tratamientos para minimizar la actividad celular durante los períodos de espera. Para los tratamientos de combinación, las células se irradiaron primero y luego se calentaron dentro de los 20 min de esta irradiación. Se confirmó experimentalmente que si se aplicaba calentamiento dentro de los 30 minutos, el retraso entre la irradiación y el calentamiento no hacía ninguna diferencia en la subsiguiente supervivencia de las células clonogénicas. Para los tratamientos fraccionados, las placas sembradas con el número requerido de células se irradiaron cada 24 h utilizando un Xstrahl Cabina de rayos X, tasa de dosis 63 mGy s-1.
Los autores han demostrado que un modelo de autómata celular es adecuado para el modelado preciso de la respuesta dinámica a tratamientos de calor y radioterapia separados o combinados. La inclusión de la muerte celular retardada en lugar de instantánea después de la irradiación puede afectar a las simulaciones que tienen como objetivo estudiar los efectos de la reoxigenación y la progresión del tumor y, por lo tanto, debe tenerse en cuenta. Se presentó una implementación simple para permitir tal modelado. El marco se verificó contra un conjunto de datos experimentales consistente, lo que hace que este marco de simulación sea una base confiable para aplicaciones futuras donde los efectos y los protocolos de tratamiento optimizados para tratamientos combinados in vivo se estudian.
Este Xstrahl In Action fue una adaptación de un artículo que se encuentra en el sitio web de la Biblioteca Nacional de Medicina.
